采用刻蝕型介質制作前柵場發(fā)射器件。該器件中陰柵結構的形成是利用刻蝕工藝刻蝕介質層,一次性實現(xiàn)柵孔和陰極電極的連通,最后利用電泳沉積工藝轉移碳納米管制備成陰極發(fā)射點陣。該工藝避免了對準或套印,使前柵場發(fā)射器件制作工藝更簡單,降低了成本,更容易實現(xiàn)大面積制作。場發(fā)射測試表明當陽壓在1500和2000 V時,柵壓都能夠有效地控制陰極的電子發(fā)射。

　　A novel type of the normal-gate field emission display(FED) device with the etched dielectric layer and carbon nanotubes was fabricated.First,the cathode-gate structure,where the gate-hole and the cathode are connected,was made by etching the dielectric layer.Next,the device-grade,carbon nanotubes(CNTs) were installed into the holes by electrophoretic deposition to form the field emission dat-matrix.Finally,the prototyped FED device was packed and tested.The preliminary results show that the gate electrode is capable of precisely controlling the emission at voltages of 1500 V and 2000 V.The advantages of the newly-developed techniques over the conventional ones include simple procedure,low cost,no technical limitations in misalignment and overprinting.

　　場發(fā)射顯示器( Field Emission Display, FED) 是一種綠色節(jié)能顯示器, 是最有前途的平板顯示器之一。FED 按結構可簡單的分為二極型FED 和三極型FED。按柵極位置的不同, 三極型FED 又分為前柵型( norma-l gate) FED、后柵型( under-gate) FED 和平行柵型( planer-gate)FED。

　　二極型FED 具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點, 但存在器件發(fā)光亮度與驅動電壓之間的矛盾, 為解決這一問題主要采用三極結構, 使器件工作在較低的驅動電壓和較高的陽極電壓下。但后柵型FED 存在電子束散焦, 柵控特性差的問題 ; 平行柵型FED 矩陣尋址困難, 圖像顯示質量差, 而且像素面積較大, 難以實現(xiàn)高分辨率顯示 。前柵結構被認為是最有效的調制結構之一, 傳統(tǒng)工藝采用微細加工技術來制作Spindt 型場發(fā)射陣列( Field EmissionArray, FEA) 結構, 目前也用常規(guī)絲網(wǎng)印刷工藝制作三極CNT-FEA。但Spindt 型微尖錐陣列對設備要求較高, 成本高, 而且較難實現(xiàn)大面積的均勻性和一致性, 因此難以在大面積平板顯示上推廣應用;而采用絲網(wǎng)印刷制作柵孔比較簡單, 成本低, 但是存在印刷時對準和套印困難, 印刷精度受限, 均勻性和一致性差的問題。本文利用刻蝕型介質制作前柵場發(fā)射器件, 避免了對準或套印, 可以一次性實現(xiàn)柵孔和陰極電極的連通, 使柵孔制作工藝更簡單, 大大降低了成本, 而且制作出的柵孔邊緣整齊, 直徑尺寸可控性好。不僅可制作出較精細、一致性好的柵孔結構, 還可大面積制作, 具有應用價值。

　　利用刻蝕型介質制作了前柵型FED 器件, 并對柵孔和CNT 陰極表面形貌進行表征, 同時測試了器件的場發(fā)射性能。結果表明該工藝可以一次性制作出邊緣較整齊, 大小較均勻的柵孔; 器件性能測試表明, 該器件的柵控效果良好, 在合適的固定陽極電壓下, 通過柵極可以有效地控制場發(fā)射電流。采用刻蝕型介質制作前柵型FED 減小了器件的制作難度,工藝更加簡單, 也更容易實現(xiàn)大面積制作, 是一種具有實用價值的制作方法。